矿井大气(mine atmosphere) 指地面下矿井内部各处的空气环境，又称为“矿内空气”。主要由自然和机械通风引入的地表的清洁空气和地下矿井开采过程中产生的各种气体混合组成。

区别

组成

基本性质

质量标准

区别

它与地面大气不同之处在于：

①氧气含量较低并增加了有害气体，如CO、CO2、CH4、SO2、H2S、及NO等。这些有害气体因爆破、氧化，自矿体泄出而产生，且因井下地质构造不同，而在种类、浓度等方面变化较大

②矿尘混入：粉尘含量明显高于地面大气,粉尘的化学成分因矿物组成不同而异,常含有不同程度的游离二氧化硅

③湿度较高：可因矿井深度、矿层含水量及矿物氧化状况而异

④CH4、煤尘易爆物遇明火时可引起火灾和爆炸事故。

组成

地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体,亦称为湿空气.干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧,氮,二氧化碳,氩,氖和其他一些微量气体所组成的混合气体.干空气的组成成分比较稳定,其主要成分如下.

干空气的组成成分表

气体成分

按体积计/%

按质量计/%

备注

氧气(O2)

20.96

23.32

惰性稀有气体氦,

氮气(N2)

79.0

76.71

氖,氩,氪,

二氧化碳(CO2)

0.04

0.06

氙等计在氮气中

湿空气中含有水蒸气,但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。

基本性质

新鲜空气:井巷中用风地点以前,受污染程度较轻的进风巷道内 的空气,

污浊空气:通过用风地点以后,受污染程度较重的回风巷道内的空气,

1.氧气(O2)

氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量,取决于人的体质,精神状态和劳动强度等.

当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡.

人体输氧量与劳动强度的关系

劳动强度

呼吸空气量(L/min)

氧气消耗量(L/min)

休息

6-15

0.2-0.4

轻劳动

20-25

0.6-1.0

中度劳动

30-40

1.2-2.6

重劳动

40-60

1.8-2.4

极重劳动

40-80

2.5-3.1

矿井空气中氧浓度降低的主要原因有:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯,煤尘爆炸;此外,煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相对降低.

2.二氧化碳(CO2)

二氧化碳不助燃,也不能供人呼吸,略带酸臭味.二氧化碳比空气重(其比重为1.52),在风速较小的巷道中底板附近浓度较大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合.

矿井空气中二氧化碳的主要来源是:煤和有机物的氧化;人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯,煤尘爆炸等.

3.氮气(N2)

氮气是一种惰性气体,是新鲜空气中的主要成分,它本身无毒,不助燃,也不供呼吸.但空气中含氮量升高,则势必造成氧含量相对降低,从而也可能造成人员的窒息性伤害.正因为氮气具有的惰性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸.

矿井空气中氮气主要来源是:井下爆破和生物的腐烂,有些煤岩层中也有氮气涌出.

质量标准

采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20%;二氧化碳浓度不得超过0.5%;总回风流中不得超过0.75%;当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区, 采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停工处理.